Какое количество теплоты нужно отобрать у 5 кг воды при температуре 10°C, чтобы превратить её в лед с температурой -30°C?

Физика 8 класс Теплопередача и изменения агрегатных состояний веществ Количество теплоты 5 кг воды температура 10°C превращение в лед температура -30°C Новый

Чтобы определить, какое количество теплоты нужно отобрать у 5 кг воды при температуре 10°C, чтобы превратить её в лед с температурой -30°C, необходимо рассмотреть несколько этапов процесса. Каждый этап будет связан с определённым количеством теплоты, которое нужно отобрать.

1. Охлаждение воды от 10°C до 0°C:

   Для этого этапа используем формулу:

   Q1 = m * c * ΔT

   • m = 5 кг (масса воды)
   • c = 4200 Дж/(кг·°C) (удельная теплоёмкость воды)
   • ΔT = 0°C - 10°C = -10°C

   Подставляем значения:

   Q1 = 5 * 4200 * (-10) = -210000 Дж

2. Превращение воды в лед при 0°C:

   Для этого этапа используем формулу:

   Q2 = m * L

   • L = 334000 Дж/кг (удельная теплота плавления льда)

   Подставляем значения:

   Q2 = 5 * 334000 = -1670000 Дж

3. Охлаждение льда от 0°C до -30°C:

   Для этого этапа используем формулу:

   Q3 = m * c_лед * ΔT

   • c_лед = 2100 Дж/(кг·°C) (удельная теплоёмкость льда)
   • ΔT = -30°C - 0°C = -30°C

   Подставляем значения:

   Q3 = 5 * 2100 * (-30) = -315000 Дж

Теперь суммируем все количество теплоты, которое нужно отобрать:

Q_total = Q1 + Q2 + Q3

Q_total = -210000 - 1670000 - 315000

Q_total = -2100000 Дж

Таким образом, общее количество теплоты, которое нужно отобрать, составляет 2100000 Дж.